CC BY
4
Summary. The paper presents the results of studying the trace element status in residents from various goiter-endemic areas of the Arkhangelsk Region. It is concluded that endemic goiter in the study areas is determined by not only iodine deficiency, but also by the imbalance of thyroid-specific ele-
ments. Goiter endemic is caused by the decreased content of Se, Co, Cr, Fe, and the elevated level of Si. Moreover, an iodine-sufficient area is characterized by the lower levels of Ca, Mg, and Mn. Trace element imbalance is accounted for by the biogeochemical features of the areas under study.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2008 УДК 613.1:616.1/.8-008.9-074
А. О. Карелин, В. В. Гедерим, В. В. Соколовский, С. Н. Шаповалов
О ВЛИЯНИИ КОСМОГЕОФИЗИЧЕСКИХ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ОРГАНИЗМА
Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова, Институт аналитического приборостроения РАН, ГНЦ РФ Арктический и Антарктический НИИ, Санкт-Петербург
Воздействие космогеофизических факторов (КГФ) и метеорологических условий (МУ) на состояние здоровья человека-давно привлекало внимание ученых. В последние годы в связи с наметившимися изменениями климата (повышение температуры, учащение смерчей, тайфунов и т. д.) интерес к изучению природных явлений существенно возрос [2]. В рамках этой сложной проблемы большое значение для разработки научных основ системы профилактических мероприятий имеют такие вопросы, как характер и методы выявления ранних изменений функционального состояния организма человека при комплексном воздействии основных природных факторов окружающей среды [3, 5—7].Между тем в современной литературе этим вопросам еще не уделяется необходимое внимание.
В настоящей статье приведены данные, полученные при попытке оценки комплексного влияния КГФ и МУ на некоторые биохимические и гематологические показатели у жителей Санкт-Пе-тербурга, позволяющие, по мнению ряда авторов, оценить состояние окислительного стресса и неспецифической резистентности организма (НРО) [9, 10, 12-15].
В ходе работы за период одного календарного года были проанализированы ежедневные данные по следующим показателям.
КГФ. Уровень солнечной активности оценивали по интенсивности радиоизлучения в диапазоне 2800 MHz (10, 7 см) и числам Вольфа; геомагнитную возмущенность характеризовали величинами межпланетного магнитного поля (ММП) и межпланетного электрического поля (МЭП); для характеристики гравитационного поля использовали сумму основных гравитационных возмущений от Солнца (эвекция, вариация, годичное неравенство) из теории движения Луны. Материалом для оценки КГФ служили табличные данные астрономического ежегодника, часть 1 (СПб.: ИТА РАН); астрономический календарь (постоянная часть); данные ионосферно-магнитной станции "Горьковская" ГНЦ РФ Арктический и Антарктический НИИ; база цифровых данных магнитных обсерваторий России; табличные данные Института космических исследований РАН, ГНЦ РФ Арктический и Антарктический НИИ; табличные данные: National Geophysical Data Center // Solar-Geophysical Data prompt reports; Солнечное обозрение. Было проанализировано около 15 000 единиц наблюдения КГФ-параметров.
Метеорологические и биометеорологические показатели.
Анализировали скорость, направление движения, температуру и относительную влажность воздуха, атмосферное давление, осадки, облачность, эквивалентно-эффективную и условную температуру, температуру точки росы, индекс патогенно-сти погоды, сальдо теплового баланса. Материалом для оценки метеорологических факторов послужили срочные данные метеорологических станций сети Северо-Западного Управления гидрометслужбы. Было проанализировано более 12 000 единиц наблюдения метеорологических параметров.
Для оценки состояния НРО использовали: биохимические критерии — определяли концентрации в периферической крови тиоловых соединений, дисульфидных групп и тиолдисульфидное отношение (ТДО), концентрацию билирубина, активность тиолзависимых аминотрансфераз; гематологические критерии — определяли концентрации лимфоцитов и сегментоядерных нейтрофилов, а также их соотношение — лейкоцитарный коэффициент (ЛК) адаптации и величину скорости оседания эритроцитов (СОЭ). В качестве объектов исследования привлекались пациенты с хроническими неспецифическими заболеваниями органов пищеварения, сердечно-сосудистой и нервной систем, находившиеся на лечении в 442 Окружном военном клиническом госпитале им. 3. П. Соловьева и клинической больнице им. Петра Великого (СПб.). Кровь брали на анализ в момент поступления до начала проведения лечебных процедур. Всего было обследовано 2811 человек. Проанализировано свыше 25 тыс. единиц наблюдения лабораторных показателей крови.
Все среднесуточные и среднемесячные значения изучаемых показателей группировали в электронных таблицах Excel (версия 7.0 Windows 98). Для выявления зависимостей использовали методы аналитической эпидемиологии. Применяли сопряженный анализ временных рядов указанных выше КГФ, метеорологических, гематологических и биохимических показателей. Для выявления периодов флюктуаций изучаемых показателей использовали спектральный анализ Фурье, метод фильтрации с подбором вариантов аппроксимирующих кривых и усреднением по 11 точкам. Для выявления долгопериодного тренда использовали метод полиномиального сглаживания 6-й степени. Наличие эффекта запаздывания реакции показателей периферической крови относительно возмущающих КГФ оценивали с помощью автокорреляционного анализа и корреляционного анализа с выявлением лагов. Статистическую обработку полученных результа-
29
№12008
Индекс патогенное™ погоды (в баллах) 35-. 30-25-20-15-10-5-0
123456789
Лейкоцитарный коэффициент Г 0,75
0,7
-0,65
0,6
h0,55
•0,5
I I I I I I I 10 11 12 13 14 15 16
■ Индекс патогенности
• ЛК
Рис. 1. Сопоставление колебаний J1К и индекса патогенности погоды за период с 1 января 2000 г. по 31 мая 2001 г. По оси абсцисс — ЛК (в усл. ед.).
тов проводили с использованием общепринятых методов параметрической и непараметрической статистики [4, 8, 11] при помощи стандартного пакета программ прикладного статистического анализа — Statistica for Windows v. 5.0.
В результате проведенных исследований было установлено наличие тесных корреляционных связей между определенными факторами окружающей среды. Показатели солнечной и геомагнитной активности имели высокие корреляционные связи с некоторыми метеорологическими и биометеорологическими параметрами. Так, было отмечено, что интенсивность радиоизлучения Солнца была связана с температурой воздуха (г = 0,58; р < 0,05), эквивалентно-эффективной (г = 0,58; р < 0,05) и условной {г = 0,59; р < 0,05) температурами, сальдо теплового баланса (г = 0,56; р < 0,05), количеством осадков (г = 0,55; р < 0,05) и индексом патогенности погоды (г = -0,76; р < 0,01). Такие же достоверные корреляционные связи выявлены между пятнообразовательным процессом на Солнце, геомагнитной активностью и метеорологическими (биометеорологическими) параметрами. Анализ взаимосвязей и взаимозависимостей показал, что КГФ оказывали выраженное влияние на состояние погоды в течение всего календарного года. Необходимо отметить, что КГФ и МУ находились в сложном и не всегда легко объяснимом взаимодействии. При этом в целом отмечался обратный характер их динамики с точки зрения возможного негативного воздействия на здоровье. С повышением солнечной активности снижалась патогенность погоды, а уменьшение гелиоактивности приводило к ее усилению. Так, максимальные уровни радиоизлучения Солнца, чисел Вольфа и наибольшие возмущения геомагнитного поля наблюдались в июле — в период высокой солнечной активности, а минимальные — в феврале. В то же время наиболее неблагоприятные метеоусловия, с точки зрения влияния на организм, напротив, складывались в феврале, а максимально благополучные — в июле-августе.
В связи с этим логично было предположить, что рассматриваемые факторы окружающей среды могут воздействовать на организм человека как
самостоятельно, так и в комплексе друг с другом, взаимно усиливая, ослабляя или видоизменяя свое влияние. Поэтому мы попытались оценить их взаимодействие на некоторые биохимические и гематологические показатели, характеризующие состояние НРО.
Для оценки воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды на НРО ряд исследователей используют ТДО как наиболее устойчивый и информативный метод [9, 10]. Однако определение в крови тиоловых и дисульфидных групп достаточно трудоемкий процесс, поэтому данный метод неприемлем для массовых мониторинговых исследований. С целью обоснования выбора простых и в то же время достаточно информативных критериев оценки НРО сравнивали динамику изменений ТДО с изменениями некоторых широко используемых в практике и более простых показателей (концентрацией лимфоцитов, сегментоядерных ней-трофилов, СОЭ, уровнем билирубина, ACT, AJIT). Поэтому предварительно нами было обследовано 50 больных с язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки и выполнено более тысячи лабораторных анализов крови. В ходе исследования установлено, что в процессе лечения у больных достоверно повышаются значения ТДО (id = 12,2; р < 0,001) и относительное количество лимфоцитов (id = 5,3; р < 0,001), снижается относительное количество сегментоядерных нейтрофилов (td = 2,9; р < 0,005), растут значения JIK {td = 3,8; р < 0,001) и имеется отчетливая тенденция к снижению СОЭ {id = 2,0; р = 0,05), что может говорить о повышении НРО в ходе лечения. При сопоставлении флюктуаций ТДО с изменениями концентрации сегментоядерных нейтрофилов выявлена достоверная отрицательная корреляционная связь {г = -0,35; р < 0,05). Значения СОЭ имели положительные корреляционные связи с уровнями активности ACT {г = 0,36; р < 0,05) и АЛТ {г = 0,49; р < 0,001). Выявлена отрицательная корреляционная связь между концентрациями билирубина и лимфоцитов {г = -0,35; р < 0,05). Таким образом, данные литературы [1,9, 10, 12—15] и проведенное исследование позволяют сделать вывод о возможности использования вы-
70 сут
Рис. 2. Периодограмма (Фурье) флюктуаций СОЭ за период с 25.05 по 18.12.2000.
ГИГИЕНА И САНИТАРИЯ
30
а
б
Дата
СОЭ ......... ММП
Рис. 3. Сравнение вариаций среднесуточных показателей СОЭ за период с 25.05 по 18.12.2000 (Санкт-Петербург) с возмущениями от Солнца (а), с солнечной активностью (б), ММП (в), МЭП (г).
бранных биохимических и гематологических показателей в качестве тестовых методов оценки НРО.
Результаты, полученные при исследовании годичной динамики изменений количественных параметров гематологических и биохимических показателей НРО в зависимости от флюктуаций КГФ и МУ, указывают на то, что СОЭ в наибольшей степени зависела от интенсивности радиоизлучения Солнца и изменений магнитного поля Земли, концентрация лимфоцитов — от солнечной активности и погодных условий, в частности от температуры воздуха, на концентрацию сегмен-тоядерных нейтрофилов влияли флюктуации гелиогеомагнитной активности и патогенность погоды, а JIK в основном зависел от патоген-ности погоды, флюктуаций геомагнитного поля и интенсивности радиоизлучения Солнца. Активность ACT возрастала с повышением пят-нообразовательного процесса на Солнце (г = 0,77; р < 0,095) и интенсивности радиоизлучения (г - 0,90; р < 0,01), температуры атмосферного воздуха (г = 0,87; р < 0,01), ЭЭТ (/-=0,86; р < 0,05),
условной температуры (г = 0,87; р < 0,05) и сальдо тепла (г = 0,84; р < 0,05). Активность АЛТ зависела в основном от влияния флюктуаций магнитного поля Земли и солнечной активности. Она возрастала с по-
о о.
РС-индекс
Билирубин
22
i
18 £ а s
Рис. 4. Сопоставление флуктуаций концентрации билирубина и вариаций PC-индекса за период с 25.05 по 18.12.2000.
По оси абсцисс — время, дни.
Дата
СОЭ ......... Солнечная активность
Г
Дата
СОЭ ......... Возмущения от Солнца
31
"12 2008
Периоды флюктуации величин, характеризующих активность КГФ и состояние НПО человека
Показатель
МЭП - 3-5 7-9
ММП - 3-5 7-9
Число пятен — — — 12 15
Радиоизлучение — — — 12 15
Гравитационное поле — — — — 15
ЛК - - 7 - 15
Лимфоциты — — 7 — 15
С/я нейтрофилы — — 7 — 15
СОЭ - - 7 - 15
вышением магнитной возмущенности (г = 0,83; р < 0,05) и интенсивности радиоизлучения (г = 0,74; р < 0,05).
Отмечено, что к снижению НРО в летний период приводило сочетанное влияние флюктуаций ге-лиогеомагнитной активности и высокая температура воздуха, в осенний период — высокая гелиогео-магнитная активность, а в зимний период — высокая общая патогенность погоды (в основном достаточно низкая температура воздуха при высокой влажности и значительной скорости ветра). В весенний период вследствие выраженной разнонаправленное™ и динамичности воздействия перечисленных выше факторов внешней среды на организм человека изменения неспецифической резистентности также носили разнонаправленный характер.
При исследовании динамики Л К установлено, что ухудшение биометеорологических параметров вначале приводило к его стойкому повышению, а длительное воздействие неблагоприятных погодных условий, характеризующихся по индексу пато-генности как острые, — к резистентному снижению (рис. 1). Исходя из результатов работы [1] и наших исследований, можно считать, что ухудшение погодных условий вначале приводило к компенсаторному повышению НРО, а длительное воздействие острых факторов — к угнетению и далее срыву механизмов адаптации. Высокая солнечная и геомагнитная активность, наблюдаемые в летний период, также приводили к снижению НРО.
Обращает на себя внимание, что изменения всех тестовых показателей крови носили колебательный характер и зависели от флюктуаций КГФ. В частности, временной анализ распределения ЭЭ и БЕ для значений СОЭ за период с 25.05 по 18.12.2000 составил: ± 9,5 мм/ч (БЭ), ± 1 мм/ч (БЕМ). Иррегулярный характер изменения этих характеристик может быть следствием наложения флюктуаций на различные периоды. В связи с этим для СОЭ был проведен спектральный анализ. Периодограмма для СОЭ (рис. 2) показывает наличие вариаций с периодами ~ 3—5, 7—9 и 23 сут, обнаруженных также в компонентах Е (МЭП) и В (ММП) за тот же временной интервал, периоды ~ 21, 26—27 и 35 сут, соответствующие СА (числам Вольфа), а также и периоды 14—15 и 32 сут, связанные с гравитационными возмущениями от Солнца на Луну и Землю. Для наглядного представления вклада тех и других КГФ в ритмику СОЭ на рис. 3 {а, б, в, г) представлены временные сопоставления флюктуаций значений СОЭ (после фильтрации скользящим средним по 11 точкам) с рассматриваемыми КГФ. На рис. 3 видно, что наилучшее соответствие
Длина периода, сут
23 27 _ 35 _ _ _
23 27 — 35 — — —
20 28 — 40 60 90 —
20 28 — 40 60 90 —
— — 32 — — — 186
20 — 32 40 60 90 180
20 — 32 40 60 90 180
20 — 32 40 60 90 180
20 28 32 40 60 90 180
ритмике СОЭ наблюдается в сравнении с гравитационными возмущениями от Солнца.
Многофакторность космогеофизических проявлений в гематологических показателях обнаружилась и в анализе временнбго изменения концентрации билирубина в крови. При проведении анализа связи концентрации билирубина с различными инициируемыми СА геомагнитными возмущениями установлена зависимость флюктуаций концентрации билирубина с РС-индексом (геомагнитная активность). Для примера на рис. 4 показано сравнение флюктуаций концентраций билирубина в крови (скользящее среднее по 11 точкам) с РС-ин-дексом за период с 25.05 по 18.12.2000.
Последнее заслуживает особого интереса, так как билирубин является естественным антиокси-дантом организма человека и, участвуя в работе системы антиоксидантной защиты, может не только отражать стояние НРО, но и оказывать на него влияние [14, 15].
Применение методов автокорреляции и спектрального анализа Фурье позволило подтвердить их колебательный характер, а исследование изменений с учетом лага — обнаружить эффект запаздывания лейкоцитарных показателей на 12—15 сут, что может говорить в пользу влияния гелиогеофи-зических агентов на процессы кроветворения в костном мозге. В результате проведенного анализа нами было отмечено существование различных биологических ритмов флюктуаций космогеофизических и гематологических показателей, происходящих с периодичностью 7, 15, 20, 28, 32, 40, 60, 90 и 180 сут (см. таблицу). Наличие ритмов с периодами 15 и 32 сут может свидетельствовать о влиянии флюктуаций гравитационного поля на гематологические показатели, так как одна из его характеристик (вариация) имеет периоды колебаний, равные 14,8 сут, а другая (эвекция) — 31,8 сут.
Выводы. 1. КГФ и МУ оказывают выраженное воздействие на такие гематологические и биохимические показатели крови, как концентрации лимфоцитов, сегментоядерных нейтрофилов, билирубина, АСТ, АЛТ, СОЭ, ЛК.
2. Относительное количество лимфоцитов и сегментоядерных нейтрофилов, ЛК и СОЭ достаточно информативны и приемлемы в качестве тестовых методов оценки влияния факторов окружающей среды на состояние НРО при проведении массовых мониторинговых исследований. В качестве дополнительных методов могут быть использованы такие биохимические показатели, как уровни билирубина, АСТ и АЛТ.
3. Установлено наличие периодических колебаний уровня тестовых показателей крови в зависимости от флюктуаций КГФ. При этом лейкоцитар-
ГИГИЕНА И САНИТАРИЯ
32
ные показатели крови имели эффект запаздывания на 12—15 сут, что может говорить о влиянии КГФ агентов на процессы кроветворения, а колебания СОЭ совпадали по частоте и ритму с колебаниями гравитационного поля.
4. Очевидная периодичность изменений гематологических показателей, характеризующих состояние НРО человека, связанная с колебательным характером гелиогеофизических воздействия, должна приниматься во внимание при интерпретации результатов клинико-лабораторных анализов крови и учитываться при диагностике и лечении заболеваний. Результаты исследования могут стать основой для разработки мероприятий по прогнозированию и своевременной профилактике негативных последствий влияния факторов окружающей среды на здоровье населения.
Литература
1. Гаркави Л. X., Квакина С. Б., Уколова М. А. Адаптационные реакции и резистентность организма. — Ростов н/Д., 1979.
2. Данилов-Данильян В. И. // Изменения климата и здоровье населения. — М., 2004. — С. 17—23.
3. Онищенко Г. Г. // Гиг. и сан. - 2002. - № 6. - С. 3-5.
4. Помард Дж. Справочник по вычислительным методам статистики: Пер. с англ. — М., 1982.
5. Рахманин Ю., А., Новиков С. М., Русаков Н. В. // Гиг. и сан. - 2004. - № 5. - С. 4-5.
6. Рахманин Ю. А., Мухамбетова Л. X., Пинигин М. А. Ц Гиг. и сан. - 2004. - № 2. - С. 6-9.
7. Рахманин IО. А., Румянцев Г. И., Новиков С. М. и др. // Гиг. и сан. - 2005. - № 6. - С. 3.
8. Рунион Р. Справочник по непараметрической статистике: современный подход: Пер. с англ. — М., 1082.
9. Соколовский В. В. Тиолдисульфидное соотношение крови как показатель состояния неспецифической резистентности организма. — СПб., 1996.
10. Соколовский В. В. // Вестн. СПбГМА им. И. И. Мечникова. - 2004. - № 4. - С. 97-100.
11. Урбах В. Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. — М., 1975.
12. Федорова Т. Ф. и др. // Журн. неврол. и психиатр. — 2004. - № 10, прил. Инсульт. — С. 39-46.
13. Frei В., England L., Ames В. // Ргос. Natl. Acad. Sei. USA. - 1989. - Vol. 86, N 16. - P. 6377-6381.
14. Gubern G., Imperial S., Busquets M., Cortes A. // Bio-chem. Metab. Biol. - 1991. - Vol. 42, N 2. - P. 258— 262.
15. Hallivel В., Qutteridge Y. // Arch. Biochem. - 1990. -Vol. 280, N 1. - P. 1-8.
Поступила 11.10.06
Summary. The paper provides data on the complex influence of space geophysical factors and meteoreological conditions on the body's nonspecific resistance (BNSR) in Saint Petersburg dwellers. Associations and relationships have been established between the environmental parameters. The leading factors negatively affecting BNSR in the residents of the megapolis have been identified. The changes in the hematological and biochemical parameters characterizing the BNSR have been ascertained to be variable in response to heliogeo-physical activity fluctuations and gravitation field changes.
Гигиена труда
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2008 УДК 613.633:616.233-002.2-036.1
В. В. Косарев, В. С. Лотков, С. А. Баба нов
КЛИНИКО-БРОНХОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХРОНИЧЕСКОГО БРОНХИТА, ОБУСЛОВЛЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЕМ ФИБРОГЕННОЙ ПЫЛИ И ПРОДУКТОВ ХЛОРОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА
ГОУ ВПО Самарский государственный медицинский университет
В настоящее время в условиях роста промышленного производства, подъема российской экономики наблюдается рост числа больных с различными формами профессиональной бронхолегочной патологии — хроническим бронхитом пылевой и токсико-химической этиологии. При этом известно, что хронический бронхит профессиональной пылевой, токсико-химической этиологии имеет свои индивидуальные особенности, отличные от клинико-функциональной и бронхоскопической картины при бронхите воспалительной этиологии, не связанной с воздействием профессиональных вредностей [2, 4, 5].
Таким образом, цель нашего исследования — изучение клинико-функциональных и бронхоскопических особенностей при хроническом бронхите профессиональной и воспалительной этиологии. В целях изучения механизмов формирования хронического бронхита, роли различных факторов в его возникновении и прогрессировании нами про-
веден анализ клинико-инструментальных и функциональных показателей у 42 пациентов с хроническим пылевым бронхитом (работники ОАО "Сок-ское карьероуправление" — карьер по производству нерудных строительных материалов: строительный щебень и т. д.), имевших по роду производственной деятельности контакт с высокими концентрациями известняково-доломитовой пыли (по данным санитарно-гигиенических характеристик концентрация известняково-доломитовой пыли на рабочем месте колебалась от 7 до 12 мг/м3), у 37 пациентов с бронхитом токсико-химической этиологии (работники ОАО "Средневолжский завод химических удобрений" (Чапаевск), имевшие в процессе своей профессиональной деятельности контакт с продуктами хлор органического синтеза — предшественниками диоксинов), у 79 пациентов с хроническим бронхитом общесоматической воспалительной этиологии и у 50 пациентов контрольной группы, не имевших в процессе своей профессиональ-
зз
N112008
